• 3.8.2023
  • Lesezeit: 3 Min.

NewIn: Lukas Heinrich

„Mich interessiert, was die Welt zusammenhält“

Was bewegt unsere neu berufenen Professor:innen? In welche Bereiche wirkt ihre Forschung und auf was freuen sie sich an der TUM besonders? Das und mehr verraten sie in unserer Serie „NewIn“. In dieser Folge stellen wir Lukas Heinrich vor. Als Professor für Data Science in Physics entwickelt er Methoden, die dabei helfen, in riesigen Datenmengen neue Elementarteilchen zu entdecken.

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Sie suchen nach neuen Elementarteilchen. Haben Sie bereits welche gefunden?
Ein großer Erfolg war natürlich die Entdeckung des Higgs Bosons, für dessen theoretische Vorhersage François Englert und Peter Higgs den Nobelpreis erhalten haben. Ich war damals ein Teil der Forschungsgruppen am CERN, die an dem Nachweis des Teilchens beteiligt waren.

Haben Sie sich schon immer für Physik interessiert?
Mein Vater war Biophysiker und daher gab es schon früh Berührungspunkte mit der Physik. Mich interessiert, welche grundlegenden Mechanismen die Welt zusammenhalten. Hier gibt es zwei Fachbereiche, die das untersuchen: einmal die Astrophysik, die sich mit großen Strukturen also zum Beispiel den Galaxien beschäftigt, und die Teilchenphysik, bei der es um die kleinsten Bausteine geht. Ich habe mich für die Teilchenphysik entschieden.

Grundlagenforschung findet oft einen Weg in unseren Alltag

Wie genau sieht Ihre Arbeit aus?
Wir beschleunigen Teilchen und lassen sie kollidieren. Durch Beobachtung dieser Kollisionen lernen wir etwas über die Bausteine der Materie. Mit dem Large Hadron Collider am CERN betreiben wir den weltgrößten Teilchenbeschleuniger. Zur Vermessung der Kollisionen haben wir hochkomplexe Detektoren gebaut, die etwa die Größe eines 5-stöckigen Hauses haben. Es gibt vier dieser Detektoren, ich persönlich arbeite mit dem ATLAS-Detektor. Dieses Instrument generiert rund 100 Terabyte an Daten pro Sekunde. Meine Arbeit richtet sich auf die Entwicklung von Algorithmen, um mit dieser Datenflut umgehen zu können. Besonders die neuen Methoden im Bereich der Künstlichen Intelligenz sind hier wichtig.

Welche Ziele verfolgen Sie mit Ihrer Arbeit an der TUM?
Ich bin weiterhin Teil der internationalen ATLAS-Kollaboration am CERN. Es sind aber einige Aufgaben dazugekommen. Ich freue mich vor allem auf meine Lehraufgaben und den Austausch mit jungen Wissenschaftler:innen. Da nicht nur die Teilchenphysik mit sehr großen Datensätzen arbeiten muss, koordiniere ich als Teil des Exzellenzclusters ORIGINS das “ORIGINS Data Science Lab”.  Es hat das Ziel, Grundlagenforschung aus der Astro-, Teilchen- und Biophysik optimal zu verbinden. In Zeiten der KI ist die Kernfrage: Wieviel kann man den Algorithmen überlassen, und wieviel Physik müssen die Forschenden mit einbringen?

Wie relevant ist die Suche nach Elementarteilchen für die Gesellschaft?   
Grundlagenforschung findet oft einen Weg in unseren Alltag. Ein gutes Beispiel dafür ist das GPS, eine Anwendung der Relativitätstheorie. Auch wird neue Technologie, die für Forschungsprojekte entwickelt wird, später oft von der breiten Öffentlichkeit genutzt. Ein eindrucksvolles Beispiel ist das World Wide Web. Es wurde ursprünglich entwickelt, um Informationen zwischen Wissenschaftler:innen auszutauschen.
Dann gibt es noch einen anderen Aspekt. Das Higgs-Teilchen hat eine bestimmte Masse. Und nur, weil es diese Masse hat, können Atomkerne existieren. Gäbe es keine Atomkerne, gäbe es auch keine Menschen. Und eine große Frage, die man sich stellen kann, ist, warum dieses Teilchen genau die Masse hat, die das Leben ermöglicht. Das ist natürlich eine recht philosophische Frage, da wir sie nur stellen können, weil wir existieren.

Weitere Informationen und Links
  • Zur Person: Nach seinem Studium an der Humboldt-Universität promovierte Lukas Heinrich an der New York University und forschte im Anschluss am Forschungszentrum CERN. Seit März dieses Jahres ist er Professor für Data Science in Physik an der Technischen Universität München. Mit dem Wechsel an die TUM hat er außerdem die Koordination des ORIGINS „Data Science“ Labors übernommen.
  • Der Exzellenzcluster „ORIGINS“ erforscht die Entwicklung des Universums vom Urknall bis zur Entstehung des Lebens. Forschende aus der Astro-, Bio- und Teilchenphysik wirken zusammen, um beispielsweise nach dem Zusammenhang zwischen der Planetenbildung und der Entstehung der ersten präbiotischen Moleküle zu suchen.

  • CERN, die Europäische Organisation für Kernforschung (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire), ist eines der größten Zentren für physikalische Grundlagenforschung. Sie hat ihren Sitz in Genf.

Technische Universität München

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Kontakte zum Artikel:

Prof. Dr. Lukas Heinrich
Technische Universität München
Professur für Data Science in Physik
Tel: +49 89 35831 7141
l.heinrichspam prevention@tum.de
www.tum.de

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